2.2 基因在染色体上课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕“基因在染色体上”展开，涵盖萨顿假说、摩尔根实验证据及孟德尔遗传规律的现代解释，通过萨顿观察蝗虫减数分裂的日记情境导入，连接减数分裂与孟德尔遗传因子知识，搭建基因与染色体行为平行关系的学习支架。 其亮点是以科学史为主线，融合类比推理与假说-演绎法，体现科学思维与探究实践。如萨顿通过基因与染色体行为的平行关系提出假说，摩尔根用果蝇杂交实验（提出问题、假设、演绎推理、验证）验证，培养学生实证能力。小结梳理知识脉络，练习题强化生命观念，学生能提升逻辑推理能力，教师可高效开展探究式教学。

2.2 基因在染色体上 1903年X月X日，晴，这是我第10001次观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情： 孟德尔假设的一对遗传因子（等位基因）的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似…… 沃尔特·萨顿 1877-1916 美国 一、萨顿的假说 一、萨顿的假说 R r YyRr Y y YR Yr yR yr 等位基因分离 非等位基因自由组合 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 思考：在配子形成过程中，基因和染色体有哪些共性？ 体细胞中同源染色体成对存在，一条来自父方，一条来自母方 体细胞中基因成对存在，一个来自父方，一个来自母方 亲子代间染色体保持相对稳定的形态结构 亲子代间基因保持完整性和独立性 配子只含有等位基因中的一个 配子只含有同源染色体中一条 行为 变化 一、萨顿的假说 基因 染色体 是否保持完整性和独立性 体细胞中的存在形式 体细胞中的来源 配子中的存在形式 形成配子时的行为 类比 推理 是 是 成对 成对 成单 成单 一个来自父方，一个来自母方 一个来自父方，一个来自母方 等位基因分离， 非等位基因自由组合 同源染色体分离， 非同源染色体自由组合 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 基因位于染色体上（假说） 根据两个对象在某些属性上相同或相似，通过比较而推断出他们在其他属性上也相同的推理过程。 类比推理法 一、萨顿的假说 基因在染色体上 （基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的） 基因和染色体存在平行关系 萨顿（1877-1916） 类比推理法 1 假说内容： 2 依据： 3 方法： 矮茎 高茎 P 配子 F1 F1配子 d d D D D d d d D D d d D D d D d D 矮茎 高茎 d d d D D D 减数 分裂 减数 分裂 减数 分裂 d D 高茎 受精 × 思考与讨论：将基因定位到染色体上 类比推理 科学研究中常用的方法之一。19世纪物理学家研究光的性质时，曾经将光与声进行类比。声有直线传播、反射等现象，因此推测光也可能有波动性。上面介绍的萨顿的推理，也是类比推理。他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。应当注意的是，类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。 　 加拿大外交官朗宁在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。” 一、萨顿的假说 2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？ 不一定 注意: 类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。其正确与否,还需要观察和实验的检验。 萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是(　　) A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个 B.非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合 C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的 D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构 C 一、萨顿的假说 正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 我不相信孟德尔，更不相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！ 二、基因位于染色体上的实验证据 美国生物学家:摩尔根（T.H.Morgan) 二、基因位于染色体上的实验证据 1、果蝇作为材料的优点 ①易饲养； ②繁殖快，后代数量多； ③有许多易于区分的相对性状； ④染色体数目少，便于观察；⑤成本低。 触角足 卷翅 黑体 无翅 白眼果蝇 红眼果蝇 2.如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？ 摩尔根的果蝇杂交实验图解 P 红眼（雌） × 白眼（雄） F1 红眼（雌、雄） F1♂♀交配 F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 红眼 是，F1自交后代的性状分离比为3∶1 2、过程及分析 1.白眼和红眼，哪个是显性性状？ （1）观察现象、提出问题 12 二、基因位于染色体上的实验证据 提出问题： 白眼性状为什么与性别相关联？ 二、基因位于染色体上的实验证据 （2）果蝇染色体组成 性染色体 常染色体 XO XY XX XXY 性染色体组成 果蝇性别 雄性 雌性 雄性 雌性 果蝇的性别与Y染色体无关，与X的条数有关 3对： ⅡⅡ ⅢⅢ Ⅳ Ⅳ 1对：XX（同型） XY（异型） ①性染色体：指雌雄异体的生物体内决定性别的染色体。 ②常染色体：指与性别决定无直接关系的染色体。 二、基因位于染色体上的实验证据 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ 非同源区段： ①基因只存在于X染色体上 ②基因只存在Y上 基因在X、Y上均有 同源区段： 基因的表示方法： 雌性： 雄性： 如果基因在常染色体上: 如果基因在性染色体上: DD、Dd、dd 先写性染色体后写基因 雄性： 雌性： 雄性： Ⅰ、Ⅲ Ⅱ XAXA XAXa XaXa XAY XaY XYA XYa XAXA XAXa XaXa XAYA XAYa XaYA XaYa 2017.新课标Ⅰ节选 一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有____种；当其位于X染色体上时，基因型有____种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，基因型有____种。  5   3 7 二、基因位于染色体上的实验证据 控制白眼的基因在X染色体上， 而Y染色体上不含有它的等位基因 ②作出假设： 白眼性状的遗传总是与性别相关联？ ①提出问题： P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄) 3/4 1/4 红眼 （雌、雄） × F1雌雄交配 项 目 雌果蝇 雄果蝇 基 因 型 表 型 _____ _____ _____ _____ _____ 红眼 红眼 白眼 红眼 白眼 填写表中各种果蝇的基因型及表型: XWXW XWXw XwXw XWY XwY 二、基因位于染色体上的实验证据 P F1 F2 × XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw × Xw XW Y XW XWXW（雌） XWXw（雌） XWY（雄） XwY（雄） 3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄） 对杂交现象的解释 配子 ——遗传图解 假说：控制眼色的基因只在X染色体上 P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄) 3/4 1/4 红眼 （雌、雄） × F1雌雄交配 二、基因位于染色体上的实验证据 测交 F1红眼（雄）×白眼（雌） XWXw × XwY XWX w XwY F1： P： 配子： 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Y XwXw XWY 红雌 白雌 红雄 白雄 XWY × XwXw XWX w 红雌 XwY 白雄 F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y （3）演绎推理 还有其他测交方案吗？ 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。 回交 隐♀ × 显♂ F1红眼（雌）×白眼（雄） 二、基因位于染色体上的实验证据 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 126 132 120 115 实验结果： 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 得出结论：控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。 测交方案1 测交方案2 (4)实验验证，得出结论 二、基因位于染色体上的实验证据 演绎推理 测交 得出结论 基因在染色体上 白眼性状的表现总是与性别相联系 提出问题 假说 演 绎 法 作出假说 控制白眼基因（w）在X染色体上， 而Y染色体上不含有它的等位基因 实验验证 测交结果 回顾摩尔根的果蝇杂交实验实验：假说-演绎法 从此，摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者。 二、基因位于染色体上的实验证据 （1）现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目 X X 4对染色体，1.3万个基因 23对染色体，2.6万个基因 （2）推测：一条染色体上有许多个基因 （3）证明方法： 摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。 4 进一步探究 二、基因位于染色体上的实验证据 结论：基因与染色体的关系 一条染色体上有许多基因 基因在染色体上呈线性排列； 染色体是基因的主要载体 1.数量上： 2.位置上： 三、孟德尔遗传规律的现代解释 1 基因的分离定律的实质 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中， 会随_____________的分开而 ，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。 等位基因 同源染色体 分离 D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d d D D d 三、孟德尔遗传规律的现代解释 A a 精原细胞 初级精母细胞 A a A a 次级精母细胞 A A a a A a A a 精细胞 （1）等位基因的概念： 位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如A和a 注意：A和A、a和a叫做相同基因 （2）等位基因分离的原因： 随同源染色体的分离而分离 （3）等位基因分离的时间： 减数分裂Ⅰ后期 三、孟德尔遗传规律的现代解释 位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中__________________________彼此分离的同时，______________________________自由组合。 同源染色体上的等位基因 非同源染色体上的非等位基因 2 基因的自由组合定律的实质 三、孟德尔遗传规律的现代解释 A a B b A B A B A B a b a b a b A B A B a b a b a A B b A B A B a b a b A A b b a a B B 或 ①自由组合的原因： 随非同源染色体的自由组合而自由组合 ②自由组合的时间： 减数分裂Ⅰ后期 (1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。 (2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。 (3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因，因为同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。 (4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。 关于基因自由组合定律的几点说明 相同基因——非等位基因 三、孟德尔遗传规律的现代解释 减数分裂Ⅱ 间期 减数分裂Ⅰ 1 ：1 细胞 个体 自交 测交 2AB + 2ab 1AB : 1ab 2AaBb 1AABB 1aabb 连锁不交换 三、孟德尔遗传规律的现代解释 28 减数分裂Ⅱ 间期 减数分裂Ⅰ 细胞 个体 连锁且交换 1AB+1aB + 1Ab + 1ab AB = ab > Ab = aB 对个体而言，只有部分初级性母细胞都会发生交叉互换 Ab = aB>AB = ab AABB × aabb AAbb × aaBB 三、孟德尔遗传规律的现代解释 29 小结 基因在染色体上 萨顿的假说 基因和染色体存在着明显的平行关系 内容：基因在染色体上 依据： 基因位于染色 体上的证据 果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上呈线性排列 孟德尔遗传规律的现代解释 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 一、概念检测 1. 基于对同源染色体和非同源染色体上相关 基因的理解，判断下列相关表述是否正确。 （1） 位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。 （ ） （2）非等位基因都位于非同源染色体上。（ ） √ × 2. 基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是（ ） A. 染色体是基因的主要载体 B. 染色体就是由基因组成的 C. 一条染色体上有多个基因 D. 基因在染色体上呈线性排列 B 随堂练习 In-class practice 3. 基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是（ ） A. 复制的两个基因随染色单体分开而分开 B. 同源染色体分离时，等位基因也随之分离 C. 非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多 D. 非同源染色体自由组合，使所有非等位 基因也自由组合 D 随堂练习 In-class practice 二、拓展应用 1. 用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？ 红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼； 如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。 随堂练习 In-class practice 2. 生物如果丢失或增加一条或几条染色 体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一 现象？ 这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。 随堂练习 In-class practice 3.人的体细胞中有23对染色体，其中 1~22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿， 都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。 人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。 随堂练习 In-class practice 1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ） A、染色体是基因的主要载体 B、基因在染色体上呈线性排列 C、一条染色体上有多个基因 D、染色体就是由基因组成的 D 36 2.性染色体存在于 （ ） 精子 B. 卵细胞 C.体细胞   D. 以上三种细胞 D 3.下列各项中，肯定含有Y染色体的是（ ） A.受精卵和初级精母细胞 B.受精卵和次级精母细胞 C.精子和男性口腔上皮细胞 D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞 D 22条+Y 22条+x 44条+XY（22对+XY） 22条+x 22对+XX或22对+XY 22对+XY 22条+Y 22条+x 22对+XY 22对+XY 22对+XY 22条+Y 22条+x或 22对+XX或22对+XY 随堂练习 In-class practice 4、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是 （ ） A、杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇 B、白眼雌果蝇×红眼雄果蝇 C、杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇 D、白眼雌果蝇×白眼雄果蝇 B 随堂练习 In-class practice 5、科学的研究方法是取得成功的关键，假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法，人类在探索基因神秘踪迹的历程中，进行了如下研究： ①1866年孟德尔的豌豆杂交实验：提出了生物的性状由遗传因子(基因)控制　②1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出假说：基因在染色体上　③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次（　　) A．①假说—演绎法　②假说—演绎法　③类比推理 B．①假说—演绎法　②类比推理　 ③类比推理 C．①假说—演绎法　②类比推理　 ③假说—演绎法 D．①类比推理　 ②假说—演绎法　③类比推理 C 随堂练习 In-class practice EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $